谢实勇（北京市畜牧兽医总站）
摘要：本文综述含硫氨基酸过瘤胃保护的意义、方法、特点及其在反刍动物生产中的应用，并展望了瘤胃保护性含硫氨基酸在反刍动物中的应用前景。
关键词：含硫氨基酸（sulfur－contmug amlno acids简称SAA）；过瘤胃保护(Rumen protected 简称RP)
虽然人类发现全部20余种氨基酸经历了漫长的一个多世纪（从1806年天门冬酸腔的发现到
1935年苏氨酸被分离），但是氨基酸作为饲料添加剂在猪、鸡等单胃动物中的应用却已有近60年的历史。反刍动物蛋白质、氨基酸的利用研究从上世纪70年代后期才有所起色，人们逐渐认识到反刍动物小肠中氨基酸的数量和组成与动物生产关系密切；随后，蛋白质、氨基酸在反刍动物营养中的作用越来越为人们所重视。
反刍动物经小肠吸收后用于维持和生产的氨基酸或小肽来源有三，包括瘤胃微生物蛋白（Microbial cell protein简称 MCP）、饲料未降解蛋白（Rumen bypass protein简称 RBP）和内源蛋白（Endog6nesis protein简称EP）。
一般情况下，瘤胃微生物蛋白和过瘤胃蛋白能够满足中、低产羊只的蛋白质（或氨基酸）需要，但对于某些高产品种（或个体），如内蒙古白绒山羊、辽宁绒山羊，这些营养物质就无法满足它们的蛋白质（氨基酸）需要，特别是限制性氨基酸的需要，必须补充额外的蛋白质或添加单纯的氨基酸。但日粮中补充这些物质时，由于细菌对饲料蛋白质和氨基酸的利用，导致进入后肠道的过瘤胃蛋白和氨基酸数量减少，大大降低其生物学效价。研究表明，即使瘤胃微生蛋白质合成达到最大程度，但进入小肠的蛋白质和氨基酸仍难以满足现代高产奶牛的产奶需要，必需增加进入小肠的真蛋白质和氨基酸的数量，而蛋白质的过瘤胃保护存在诸多的局限性，实际生产中很难达到理想的效果。因此，人们把研究的重点转移到了过瘤胃氨基酸上。
1．含硫氨基酸保护意义
SAA是指胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸。资料显示，含硫氨基酸在反刍动物生产中具有重要作用。早在上世纪20年代，就有学者发现含硫氨基酸对羊毛生长的重要性（Marston，1928）；1955年该学者指出，在含硫氨基酸中，胱氨酸和半胱氨酸是羊毛角蛋白会成的限制性氨基酸；随后Reis等（1961，1963）研究补饲和皱胃灌注含硫氨基酸对羊毛生长和组成的影响，并对含硫氨基酸促羊毛生长的机制进行了探讨；含硫氨基酸的应用可使奶牛增加奶产量，提高奶中乳蛋白、总固形物比例（Casper等， 1986； Murmeke等，1990）；可提高肉牛日增重（ADG）和饲料转化效率（FCR）（Deetz等，1985；Veira等，1991）；绵羊补饲含硫氨基酸可提高日增重、羊毛生长速度和经济效益（Reis等，1990；斯钦，1995）；山羊补饲含硫氨基酸可提高日增重和绒的含硫水平（Norton等，1987）。
由于瘤胃微生物对饲料蛋白中SAA的利用，从而导致进入真胃和小肠的过瘤胃SAA数量减少，大大降低了其生物学效价。为了防止SAA在瘤胃内被微生物降解而降低其生物学效价，使之能被反刍动物充分吸收、利用，许多学者在实际生产中对SAA过瘤胃保护（RP）技术方法进行了卓有成效的试验研究。
2.SAA保护方法及原理
瘤胃保护性氨基酸又称瘤胃旁路氨基酸。氨基酸过瘤胃保护原理按氨基酸保护方法可分为以下几类：
第一类包括氨基酸羟基类似物、衍生物、聚合物和金属螫合物。SAA中主要是蛋氨酸羟基类似物（MHA）和蛋氨酸锌。该方法的原理是，当瘤胃保护性氨基酸经过瘤胃时，分解其羟基变成氨基，完成从类似物到氨基酸的转变，从而达到过瘤胃保护的效果，使蛋氨酸通过瘤胃到达后肠段消化道供反刍动物消化利用。
第二类为包被氨基酸（Encapsulated Aminoacid）。也称为包衣氨基酸（Rumen protected amino acids简称RPAA）。方法一是使用脂肪酸pH敏感聚合物的混合物进行表面包被；二是使用含脂肪或饱和脂肪酸及矿物质混合物作表面涂层或基质。其过瘤胃原理是利用瘤胃pH值为6左右和皱胃pH值为2左右的生理条件差别，选择在中性环境中较稳定、而在酸性条件下容易分解或分散的材料包理氨基酸，从而被包理的氨基酸在瘤胃中不能被消化，而在真胃及后肠道中能被释放利用。Rogers试验表明，蛋氨酸和赖氨酸的包被胶囊在pH值为5．4瘤胃液中稳定性可达94％，在模拟的肠道环境中（pH值为人9）两种氨基酸的释放率为94％。作者2001年对用硬脂酸、膨润土和蛋氨酸材料制成的包被蛋氨酸样品进行了稳定性及有效释放率的检验，结果表明，包被蛋氨酸在pH值为67时，其蛋氨酸稳定为78％，在模拟的真胃环境中（pH值为22），蛋氨酸的释放率为82％。
第三类是福尔马林处理的SAA产品。其过瘤胃原理是利用甲醛处理可降低蛋氨酸在痛胃中的溶解度，抑制瘤胃微生物对蛋氨酸的转硫作用和脱氨基作用，从而延缓蛋氨酸在痛胃中的降解速度。
第四类是氨基酸真胃灌注。即通过真胃（十二指肠）瘦管将SAA一次或连续灌入反刍动物真胃（十二指肠）中的方法，也称之为完全过瘤胃方法。其目的是使SAA完全避开瘤胃微生物的作用而直接到达后肠段消化道。
图1是以蛋氨酸为例列出的各类SAA过瘤胃保护方法原理示意图。
3．SAA过瘤胃保护特点
SAA经过瘤胃保护处理后绝大部分可安全通过瘤胃，进入后肠段消化道，提供反刍动物消化吸收的营养物质，但就其保护方法而言，各有特点。由于动物在代谢过程中可以蛋氨酸为原料合成脱氨酸和半胱氨酸，而脱氨酸和半脱氨酸价格昂贵，故SAA的保护主要集中在蛋氨酸上。
由于甲醛价格低廉，且保护效果好，因而甲醛化学处理在蛋白质和氨基酸保护应用初期被广泛使用（杨诗兴，1977），但甲醛本身有毒，会对动物健康带来危害，同时甲醛易造成对环境的污染，因而逐渐被淘汰。
蛋氨酸羟基类似物(MHA）、蛋氨酸金属络合物及其羟基类似物可安全通过瘤胃，是提高过瘤胃氨基酸量的有效方法，而且蛋氨酸金属络合物不仅可以提供必需的氨基酸，同时也是一种安全有效的补充微量元素的方法，但因这类产品成本较高，包被层依赖于严格的pH值，在瘤胃pH值较低的饲养条件下（如高精料日粮）其利用会受到限制，因而未能广泛应用于实际生产。
目前应用最有前途的是包衣蛋氨酸产品。此类产品是利用反刍动物不同消化部位pH值生理条件的差别而设计的，产品在pH为5．4左右的瘤胃环境内是稳定的；到达真胃后，在其PH为2．4的条件下，依靠小肠消化酶的作用，蛋氨酸可以游离出来被动物吸收利用。但有时会出现包被不够或过保护的情况，因此，在使用前对该产品进行瘤胃稳定性及在真胃中有效释放率的检验是必要的（谢实勇，2002）。
至于真胃灌注法，由于受到其方法可操作性的限制，因此只能用来作为基础理论研究的试验手段，无法应用于大规模实际生产。
4．过瘤胃SAA（RPSAA）应用研究进展
4．1 奶牛
过瘤胃保护蛋氨酸可以提高乳蛋白的合成，但对奶产量、乳脂肪量、乳脂率和4％FCM的影响结论不一。MHA在低粗纤维饲粮中能提高乙酸与丙酸比例，产奶量提高12％～18％。肖定汉（1992）通过给奶牛饲喂保护性蛋氨酸，结果显示奶产量增加4％～8％，牛奶蛋白增加14％。据美国《乳业学报》报道，当奶牛的基础日粮以玉米为主时，蛋氨酸和赖氨酸是酪蛋白会成的限制性氨基酸，过瘤胃蛋氨酸（RPMet）和过瘤胃赖氨酸（RPLys）可增加氨基酸在小肠的吸收，促进乳蛋白的合成，但对其它指标无影响。奶牛日粮中添加过瘤胃保护蛋氨酸还可提高血液蛋氨酸水平（Rogers等，1986）；他还指出，同时添加RPMet和RPLyS效果更佳，因为反刍动物的必需氨基酸（EAA）基本上类似于非反刍动物。奶牛、生长期细毛羊的第一限制性氨基酸是蛋氨酸，第二限制性氨基酸为赖氨酸，因此可能与赖氨酸能促进动物对蛋氨酸的利用有关。
蛋氨酸锌已成功地作为过瘤胃蛋氨酸的来源，可以提高奶牛泌乳量；而且也用于提高矿物质的生物利用率，提高动物机体免疫机能和降低奶中体细胞数（Spears，1996）。
4．2肉牛、犊牛
在育肥牛饲料中添加蛋氨酸锌，牛增重提高3．23％，饲料转化效率提高3.87％，洞体品质明显改善。阉牛饲喂蛋氨酸锌，大理石状记分较高，皮下脂肪较多，肾骨盆和心脏的脂肪比对照组提高10.5％，黄牛饲用蛋氨酸锌效果更明显。在基础日粮中添加500g蛋氨酸锌试验期60天，比对照组增重 20．7％，饲料转化效率提高 15．93％。犊牛日粮中添加 MHA，日增重提高11％。